美國科學家成功的研製成功一種新型的材料——“生物鋼”,這種材料的強度和韌性超過遠遠超過塑料,而且具有完全的生物降解性能。科學家認為,這種材料在未來可替代引起白色汙染的高強度包裝塑料,成為包裝材料的重要原料之一。目前這種材料由於成本的原因隻用於重要的國防物資的包裝,起著防彈衣的功能,隨著產量的逐步擴大,這種材料將來用於包裝等領域是完全可能的。
生物鋼,有人叫它羊奶鋼,也有人叫它牛奶鋼。羊奶與牛奶,本與鋼鐵風馬牛不相及,但科學家硬是將它們巧妙地結合起來了。
1997年,美國生物學家安妮·穆爾發現,在美國南部有一種被稱為“黑寡婦”的蜘蛛,它吐出的絲比現在所知道的任何蛛絲的強度都高,而且它可以吐出兩種不同類型的絲織成蜘蛛網。第一種絲在拉斷之前,可以延伸27%,它的強度竟達到其他蜘蛛絲的兩倍;第二種絲在拉斷之前很少延伸,卻具有很高的防斷裂強度。用這種蜘蛛絲織成的布,比製造防彈背心所用的纖維的強度還要高得多。“黑寡婦”蜘蛛絲的優良性能,很快引起科學家的興趣,他們設想,要是能生產出像蜘蛛絲那樣高強度的纖維該多好啊。
科學家想讓牛奶的蛋白基因中含有“黑寡婦”蜘蛛絲的蛋白基因,於是就先找山羊進行轉基因實驗。讓山羊與“黑寡婦”蜘蛛“聯姻”,將蜘蛛蛋白基因注入一隻經過特殊培育的褐色山羊體內,在這隻山羊產下的奶中,有大量柔滑的蛋白質纖維,提取這些纖維,就可以生產衣服。
實踐表明,由轉基因羊奶纖維造出的布,比防彈衣的強度還高十幾倍。這種超強堅韌的物質,是阻擋槍彈射擊的理想材料,也可以用來製造坦克、飛機與裝甲車,以及作為軍事建築物的理想“防彈衣”。
根據國外的資料,從一隻羊每月產下的奶中提取的纖維,可以製成一件防彈背心。美國正在研究如何利用蜘蛛絲的專家稱,利用這種纖維製成的2.5厘米粗的繩子,足以讓一架準備著陸的戰鬥機完全停下來。科學家給這種物質取名叫“生物鋼”。
羊奶與牛奶變成的“生物鋼”,不僅有鋼鐵的強度,而且可以生物降解,不會造成環境汙染,可替代引起白色汙染的高強度包裝塑料和商業用漁網,還可用做醫學方麵的手術線或人造肌膚。
科學家設想,如果讓轉基因山羊大量繁殖,就可以生產出大量的生物鋼用於工農業生產與國防戰略。考慮到山羊對植被的破壞性,對牛進行轉基因繁殖的前途更為廣闊,而且一頭牛的產奶量比一隻山羊的產奶量高得多。
第五節未來的建築材料
未來的建築材料將發生一次革命性的變化。首先,新型的混凝土將取代目前的水泥、砂石混凝土。未來的混凝上將是一種多孔的有機與無機物複合材料,其比重隻有現在的混凝土的幾分之一,而強度卻數倍於現在的混凝上。這種新型建材易於成型和加工。這樣,未來必將出現許許多多製造房屋的工廠。這些工廠都將由大型計算機自動控製,原材料從車間的一頭源源輸入,從車間另一端的流水線上將輸出出一間間各具特色的房間。將來的施工隊隻需把工廠製好的房間像堆積木那樣安裝、固定、焊接,很快地一幢幢摩天大樓就會拔地而起。大樓的樓頂和朝陽的牆壁上將裝有一層漂亮的半導體太陽能電池,可以向大樓源源不斷地提供電力。住在這種大樓裏,冬暖夏涼,四季如春,舒服極了。這種新型建築還可以抵抗8級以上的地震呢!
第六節未來的超級材料
科學家預料:未來,將是一個超級材料的時代。有朝一日從住宅、汽車到炊具和假牙,世界將由與今不同的未來材料構成。異乎尋常的陶瓷、塑料和複合材料,將與生物工程和計算機科學一樣改變未來地球的麵貌。你想象過有一種泡沫鋼材料嗎?它與普通鋼材一樣堅硬,但卻又能像泡沫塑料一樣浮在水上。科學家還製造了一類珍貴的記憶形狀金屬材料,它們能記住自己的形狀。若用這種合金製作汽車車身,即使兩車相撞,車身稍許凹陷一些,但如果給車身澆上開水,它就會恢複原形。另外人們還製造出了隱形材料,用它製成的飛機可以避開雷達的跟蹤,用它造飛機庫、火箭發射場、坦克陣列,均可在敵機的雷達屏上無跡可尋。在一次演習中,龐大的航空母艦竟在敵國的偵察船、衛星的嚴密監視中失蹤,悄然返回數千公裏外的基地,一路未被察覺。
陶瓷,過去人們一直認為它脆而不堅,無法派上大的用場。但今天人們從宏觀水平上對它進行改造以後,已使它易脆的缺陷減到了最小限度,製成了各種新型的比鋼鐵堅硬也比鋼鐵耐熱的陶瓷材料,不僅如此,製作陶瓷的原料還遍地皆是。因為在地殼裏埋藏的100多種元素中,氧的含量占第一位,矽占第2位,鐵僅占第4位。而主要由矽、氧兩種元素組成的矽酸鹽陶瓷,漫山遍野的含有矽酸鹽的粘土、砂子、石頭都是其製作原料。為此科學家預言,未來陶瓷將代替鋼鐵材料世界的“霸主”地位,成為材料世界的新一代“霸主”。